I- B : Les effets du CO2

 

1- L'effet de Serre et ses conséquences

L’effet de serre est un phénomène naturel qui se manifeste sur les planètes munies d’une atmosphère comme la Terre. Lorsque la lumière du soleil parvient à la Terre, une partie est absorbée par l’atmosphère, une autre est réfléchie dans l’espace et le reste (environ 30% de l’énergie initiale) atteint le sol, ce qui permet de réchauffer la planète. Mais ces rayonnements sont ensuite renvoyés dans l’espace sous forme d’infrarouges, et l’atmosphère en piège une partie (environ 95 %) qui repartent sur la surface terrestre (5). C’est cet effet de capture de l’énergie solaire que l’on nomme l’effet de serre. Il ne faut pas le confondre avec ce que l’on nomme effet de serre dans les serres de culture, car ce n’est pas le même phénomène (ici, les rayons lumineux convergent en un point).

Cet effet est bénéfique pour la vie sur la terre car sans lui, la température à la surface terrestre serait en moyenne de -18°C. Les gaz responsables de l’effet de serre sont surtout la vapeur d’eau, le CO2, l’ozone, le méthane et l’oxyde nitreux.

 

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Schéma du principe de fonctionnement de l'effet de serre (23)

 

Toutefois, l'effet de serre et son bénéfice en termes de conditions de vie terrestres restent fragiles. En effet, depuis le début de l’ère industrielle, l’Homme rejette beaucoup de gaz à effet de serre dans l’atmosphère, ce qui provoque un accroissement du phénomène et donc une augmentation de la température terrestre. il est important de noter que ce réchauffement n'est observable que sur une longue période car la température terrestre fluctue de façon cyclique. Cependant, depuis  1880, comme le montre le graphe ci-dessous, il semble bien que la température ait tendance à augmenter. Cette période marque l'essor de l'ère industrielle qui coïncide avec le début de l'utilisation des énergies fossiles, comme le charbon ou le pétrole.

 

Hemisphe re nord temperature 1880

(24)

 

Le gaz contribuant le plus à l'accroissement de l'effet de serre responsable de ce réchauffement est le CO2. Le graphe ci dessous montre en effet que le CO2 représente aujourd'hui près de  63% des émissions de gaz à effet de serre d'origine humaine, bien loin devant le méthane et l'oxyde nitreux dont les émissions se sont également accrues pendant le 20ième siècle (6). 

 

32 emissions mondiales ges 2

(24)

 

Ce réchauffement climatique associé à l'accroissement de l'effet de serre a plusieurs conséquences sur l’environnement:

  • La première est le changement brutal du climat qui peut dérégler les écosystèmes. En effet, en 150 ans la température a augmenté d’1°C, mais les perspectives actuelles semblent indiquer une accélération de cette augmentation de température moyenne. Les scientifiques estiment que celle-ci pourraient augmenter de 4 degrés d’ici la fin du siècle (7). Ce changement brutal de température va entraîner une modification importante des climats à laquelle certaines espèces ne résisteront pas. Ainsi, on peut s'attendre à la disparition et l'extinction de nombreuses espèces animales et végétales. L’agriculture et l’élevage seront également touchés, ce qui pourrait conduire à un changement du régime alimentaire humain.

 

  • Cette augmentation de température entraîne également une fonte des banquises et des calottes glaciaires, mettant non seulement en danger les espèces qui y vivent, mais provoquant également une montée du niveau des océans, aggravée par leur dilatation thermique. Les littoraux actuels et certaines îles risquent à l'avenir d’être submergés. Ces changements vont donc également avoir des conséquences humaines directes avec une migration des populations habitant sur ces territoires amenés à disparaître.

 

2 - Acidification des Océans

Les émissions de CO2 ont un second effet néfaste à savoir l'acidification des océans. En effet, une des particularités des océans est qu'ils absorbent certains éléments de l’atmosphère, y compris le CO2. Lorsque le dioxyde de carbone se dissout, l'équation de sa réaction est (8):

CO2 + H2O ⇒ H2CO3 ⇒ HCO3- + H+ ⇒ CO32- + 2H+

On a donc la formation d'ions H+. L'acidité d'un espace aqueux est principalement due à sa concentration en ions H+. Plus cette concentration est élevée, et plus le pH est faible. Depuis le début de l'ère industrielle, le pH a baissé de près de 0,15, passant ainsi d'environ 8,2 à 8,05 (9). On estime que le pH diminuera de 0,25 d'ici la fin du siècle. 

Il semble que cette acidification ait des conséquences néfastes pour certains écosystèmes fragiles. Les espèces les plus menacées aujourd'hui sont certains crustacés dont la coque calcaire est fragilisée par cette acidité comme l'illustre les images ci-dessous qui montrent la dissolution partielle de la coque d'un petit escargot de mer dans un environnement plus riche en CO2(10). L'évolution trop rapide du pH ne leur laisse pas le temps de s'adapter. Cela peut aussi perturber les systèmes de localisation de certains animaux, qui se repèrent à l'aide d'ondes (11). Ces modifications entraînent une mortalité plus importante chez ces espèces qui constituent un maillon crucial des chaines alimentaires et peut donc en conséquence affecter plus globalement de très nombreuses espèces.

 

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structure de ptéropode en fonction de la concentration de CO2 (10)

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